Beim nasschemischen Ätzen werden die chemischen Bindungen des zu bearbeitenden Materials durch meist aggressive Ätzmedien aufgebrochen und in lösliche Bestandteile überführt.
Nasschemische Ätzverfahren stellen dabei sehr hohe Anforderungen an die schützende Lackschicht. Dabei sind, neben der Wahl eines geeigneten Resists, das verwendete Ätzmediums, die Dauer des Ätzschrittes sowie die Ätztemperatur (bestimmt die Reaktionsgeschwindigkeit) entscheidende Prozessparameter. Ein weiterer wichtiger Punkt sind die Haftungseigenschaften des Resists auf dem zu ätzenden Substrat. Eine unzureichende Lackhaftung kann zur Ablösung der Lackschicht führen, dadurch werden die Substrate unbrauchbar. Haftungsprobleme und Risse in der Lackschicht treten häufig an den Lackkanten zuerst auf, da lokale Wärme- und Gasentwicklung hier zu einer zusätzlichen mechanischen Belastung führen. Speziell im Fall der HF-haltigen Ätzen kann es zusätzlich, bedingt durch die Diffusion von Fluoridionen durch die Lackschicht, zu großflächigen Lackablösungen kommen und die Substratoberfläche wird angegriffen. Generell kann die Lackhaftung durch eine geeignete Vorbehandlung des Substrates (Haftvermittler) sowie einer optimierter Prozessführung (ausreichende Lackdicke, angepasster Softbake und PEB, ev. abschließendes Hard-Bake) verbessert werden.
Man unterscheidet anisotropes Ätzen (raten-limitiertes Ätzen, wenn die Aktivierungsenergien für unterschiedliche Kristallrichtungen variieren, wie im Fall vom Si-Ätzen mit konzentrierter, heißer KOH) und isotropes Ätzen, dass bei amorphen Materialien (Gläser, Metalle) auftritt. Beim isotropen Ätzen kann selbst bei optimaler Lackhaftung ein Unterätzen der Lackschicht nicht vermieden werden. Wenn der Stofftransport (Diffusion der aktiven Bestandteile und geätzte Produkte) nicht die Ätzrate limitiert, erfolgt in Nähe zur Substratoberseite eine zur Ätztiefe vergleichbar ausgeprägte, laterale Unterätzung.
Für jedes Material/Substrat werden spezielle Ätzmischungen verwendet, die Lacke müssen hinsichtlich ihrer Verträglichkeit mit der Ätze ausgewählt werden. Nach der nasschemischen Ätzung ist ein intensives und mehrstufiges Spülen mit DI-Wasser notwendig. Dadurch wird auch in die Lackschicht eingedrungene Ätze vollständig entfernt und spätere Lackschädigungen werden vermieden. Im abschließenden Trocknungsschritt kann es bei unzureichendem Spülen zum Aufkonzentrieren der Ätze komme, was zu Rissbildungen und zu veränderten/schlechteren Removingeigenschaften führen kann.
Die Novolak-basierten Resists zeigen generell eine gut Stabilität gegenüber nicht oxidierend wirkenden Säuren und ätzenden Iodlösungen (KI*I2). So stellt konzentrierte Salzsäure im Allgemeinen kein Problem dar, während konzentrierte Salpetersäure oder konzentrierte Schwefelsäure die Resistschichten stark angreifen.
Verdünnte Flusssäure (Konzentration < 6%) wird gut toleriert, aber stärker konzentrierte HF bewirkt aufgrund der Diffusion von F– Ionen Probleme mit der Lackhaftung. Durch Verwendung von mit NH4F gepufferter HF kann die Konzentration an “freien” F– Ionen reduziert werden (BOE-Prozess), gleichzeitig bedingt die Bildung hochreaktiver HF2- Ionen eine erhebliche Steigerung der Ätzrate und einen besser kontrollierbaren, homogeneren Ätzprozess. Gegenüber gepufferten HF-Lösungen zeigen Novolak-basierte Resists eine deutlich höhere Stabilität.
Stark alkalische Ätzen greifen Novolak-basierte Resists schnell an. PMMA (Resist AR-PC 503) eignet sich gut als Rückseitenschutz, z.B. für Ätzungen mit heißer, konzentrierte KOH. Die Substrate (auch die Ränder!) müssen jedoch fehlerfrei beschichtet sein, um ein rasches Ablösen der Schutzschicht durch Unterätzungen zu vermeiden.